CN101928249A - 一种偶氮苯结构光敏感离子液体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偶氮苯结构光敏感离子液体及其制备方法。将合成的咪唑盐与含有目标阴离子的无机或有机盐按摩尔比1∶2和有机溶剂混合于反应容器中，室温搅拌反应，待反应结束后过滤，浓缩滤液，干燥，得到以下结构式的产品。本发明与传统的光致变色物质相比，具有良好的导电性，热稳定性好；为光存储、光开关、全息光栅、光调制、生物传感器等领域提供了另一种有着良好应用前景的新产品。

Description

一种偶氮苯结构光敏感离子液体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种偶氮苯结构光敏感离子液体及其制备方法。

背景技术

近年来，将光致变色材料用于光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料、修饰基因芯片材料等领域受到全球范围内的广泛关注。目前研究较多的有机光盘存储材料主要有3类：花菁类、酞菁类和偶氮类。与前两种材料相比，偶氮染料不仅具有较好的光学和热学性质、溶解性和容易制备等特点，而且最重要的一点是通过结构修饰，吸收峰可以移到短波区(譬如红光、蓝绿光和蓝光等)，而且还具有短波长、可逆性光致变色的特点，这类材料最适合用作可擦重写型光盘记录介质，是一类新型的高密度光盘存储介质，因此，对这类材料的研究不仅具有重要的理论意义，也将为这类材料在高密度数字多用光盘(DVD-RDVD-RAM)中的实用化奠定基础。将光致变色基团与离子液体结合，得到的光响应的离子液体兼具离子液体和光致变色官能团的双重性质，既可以通过离子液体的离子性影响其光致变色性质，也可以通过光致变色基团的光响应来可逆地调变离子液体的物理化学性质，从而拓宽离子液体的应用范围。

本发明的目的在于提供一种偶氮苯结构光敏感离子液体化合物及其制备方法。为光存储、光开关、全息光栅、光调制、生物传感器等领域提供另一种有着良好应用前景的新产品。

本发明的偶氮苯结构光敏感离子液体化合物是具有以下结构式的产品：

式中的R为C₁～C₁₈的直链烷基的偶氮苯类化合物或其衍生物，式中的X为溴、四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸二氢根、磷酸根、硝酸根、高氯酸根、对甲苯磺酸根、苯甲酸根、醋酸根、三氟醋酸根、三氟甲烷磺酸根、双(全氟烷基磺酰基)亚胺基负离子、四氰基硼酸根、二亚硝基胺根、二氰基胺根、三氰基甲烷根、硫氰酸根、硒氰酸根或糖精酸根中的一种。

本发明的离子液体的光致变色(异构)反应原理为：

本发明的制备方法包括以下步骤：

(1)按已有技术合成偶氮苯系列衍生物；

(2)按已有技术合成纯的咪唑溴盐离子液体；

(3)将合成的咪唑盐与含有目标阴离子的无机或有机盐按摩尔比1∶2和有机溶剂混合于反应容器中，室温搅拌反应，待反应结束后过滤，浓缩滤液，干燥，得到纯的含有目标阴离子的离子液体。

本发明所的离子液体结构规整对称，对光敏感，可在紫外光与可见光的交替作用下影响离子液体的理化性质。与传统的光致变色物质相比，具有良好的导电性，热稳定性好；与传统的功能化离子液体比较，本发明的光响应的离子液体的具有独特的性能，作为特殊的光致变色(异构)导电材料，可以用信息存储、光开关、分子器件和光敏感材料。

具体实施方式

实施例1

取4，4’-二苄基溴偶氮苯1.84g与0.82g N-甲基咪唑溶于30mL乙醇中，回流搅拌24h。旋转蒸发有机溶剂，蒸馏水洗若干次，丙酮溶解过滤。浓缩滤液，洗涤，55℃真空干燥。得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

经过红外光谱、核磁共振和元素分析进行结构表征和确认。在紫外光照射条件下，偶氮苯由反式变为顺式，用可见光照射时、避光或受热时，返回到原来稳定状态。这种光致变色过程可以多次重复。

实施例2

取3，3’-二苄基溴偶氮苯1.84g与0.96g N-乙基咪唑。溶于30mL乙醇中，回流搅拌24h。旋转蒸发有机溶剂，蒸馏水洗若干次，丙酮溶解过滤。浓缩滤液，洗涤，55℃真空干燥。得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例3

取已合成前体溴盐2.53g，六氟磷酸铵1.63g溶于50mL二氯甲烷中，回流搅拌过夜，待反应结束后，产物水洗分层，蒸馏水，***洗若干次。浓缩溶液，55℃真空干燥。得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例4

取已合成前体溴盐1.4g，六氟磷酸铵0.815g溶于50mL二氯甲烷中，回流搅拌过夜，待反应结束后，产物用蒸馏水，***洗若干次。浓缩溶液，55℃真空干燥。得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例5

取已合成前体溴盐1.72g，双三氟甲烷磺酰亚胺锂1.44g，溶于50mL水中，回流搅拌过夜，待反应结束，过滤。浓缩溶液，水洗若干次。55℃真空干燥。以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例6

取已合成前体溴盐1.72g，硫氰酸银0.83g，溶于50mL水，回流搅拌过夜，待反应结束，过滤。浓缩滤液，55℃真空干燥，以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例7

取已合成前体溴盐1.37g，硝酸银0.85g，溶于30mL水，回流搅拌过夜，待反应结束，过滤。浓缩滤液，55℃真空干燥，得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例8

取已合成前体溴盐1.33g，四氟硼酸钠0.55g，溶于30mL二氯甲烷，回流搅拌过夜，待反应结束，水洗分层，蒸馏水，***洗若干次，浓缩溶液，55℃真空干燥，以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例9

取已合成前体溴盐1.4g，对甲苯磺酸钠0.971g，溶于30mL水，回流搅拌过夜，待反应结束，过滤。浓缩滤液，55℃真空干燥，以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

实施例10

取已合成前体溴盐1.4g，双氰胺钠0.445g，溶于30mL水，回流搅拌过夜，待反应结束，过滤。浓缩滤液，55℃真空干燥，得到以下结构式的偶氮苯修饰离子液体：

Claims (2)

1.一种偶氮苯结构光敏感离子液体，其特征在于，是具有以下结构式的产品：

式中的R为C1～C18的直链烷基的偶氮苯类化合物或其衍生物；X为溴、四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸二氢根、磷酸根、硝酸根、高氯酸根、对甲苯磺酸根、苯甲酸根、醋酸根、三氟醋酸根、三氟甲烷磺酸根、双(全氟烷基磺酰基)亚胺基负离子、四氰基硼酸根、二亚硝基胺根、二氰基胺根、三氰基甲烷根、硫氰酸根、硒氰酸根或糖精酸根中的种。

2.根据权利要求1所述偶氮苯结构光敏感离子液体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按已有技术合成偶氮苯系列衍生物；

(2)按已有技术合成纯的咪唑溴盐离子液体；

(3)将合成的咪唑盐与含有目标阴离子的无机或有机盐按摩尔比1∶2和有机溶剂混合于反应容器中，室温搅拌反应，待反应结束后过滤，浓缩滤液，干燥，得到纯的含有目标阴离子的离子液体。